요약
LED 조명은 백열등보다 곤충을 훨씬 덜 끌어들이지만, 필자는 그 원인 설명을 고치겠다고 밝혔습니다.
조류 블로그 Outside My Window를 쓰는 케이트 세인트 존의 글입니다. 멕시코 베라크루스 여행에서 가이드에게 들은 도마뱀붙이 이야기를 계기로, 요즘 바깥 조명에 곤충 떼가 잘 보이지 않는 이유를 정리했습니다.
왜 중요한가
- 야간 인공 조명은 곤충 감소의 큰 원인인데, 필자는 LED로 바꾸면 그 피해를 줄일 수 있다고 봤습니다.
- 자외선 설명이 거꾸로라는 독자 지적이 잇따라, 필자는 글을 크게 고치겠다고 글머리에 적었습니다.
핵심 내용
- 2016년 브리스틀 대학교 야외 실험에서 LED는 백열등과 전구형 형광등보다 곤충을 뚜렷하게 적게 끌어들였습니다.
- LED 쪽에서는 파리류와 등에모기(Culicoides, 작은 흡혈 곤충)가 특히 적게 잡혔습니다.
- 차가운 백색 LED와 따뜻한 백색 LED 사이에는 의미 있는 차이가 없었습니다.
- 필자는 곤충이 달빛으로 방향을 잡다가 자외선을 내는 조명을 달로 착각해 맴돈다고 설명했습니다.
- 블로그 댓글에서는 백열등이 자외선을 거의 내지 않고, 연구진도 열을 원인으로 추정했다는 반박이 나왔습니다.
HN 반응
- LED 전조등과 식물 생장등에도 벌레가 몰린다는 경험담이 많았고, 곤충 감소를 조명 차이로 착각했다는 지적이 나왔습니다.
- 독일·덴마크·영국의 장기 조사로 곤충 급감을 뒷받침하는 의견에, 연구의 질이 낮다는 반론이 맞섰습니다.
제 트랙터에 LED 헤드라이트랑 LED 라이트바가 달려 있는데, 벌레가 양쪽 다 떼로 몰려든다고 100% 확신하고 말할 수 있습니다. 밤에 30초만 넘게 타고 있어도 눈에 들어오지 않게 안경을 써야 할 정도입니다.
이분은 곤충이 전반적으로 급격히 줄어든 걸 조명이 달라져서 행동이 바뀐 것으로 착각하는 것 같습니다.
저도 동의합니다. 집에 파리가 들끓었을 때(3주 동안 1000마리쯤 되었을 때부터는 세기를 포기했습니다) 파리들은 늘 부엌 창가에 있는 식물 재배등(풀스펙트럼 LED) 근처에 몰려들어서 어슬렁거렸습니다. 반대로 말하면 파리 덫을 놓기에는 아주 좋은 자리였습니다.
파리가 빛 스펙트럼의 어떤 부분을 다른 부분보다 더 좋아할 가능성은 충분히 있습니다. 하지만 제목에서 LED에는 몰려들지 않는다고 말하는 건 좋게 봐줘도 오해의 소지가 있습니다.
PWM과 관련이 있을 수도 있습니다.
그리고 전구는 "벌레를 잡는" 성능이 아주 뛰어납니다. 벌레가 뜨거운 곳에 앉았다가 죽거든요. 예전에 살던 아파트에 GU-12 천장 할로겐 조명이 있었는데, 테두리가 늘 거기 앉기로 마음먹은 벌레로 뒤덮여 있었어요. 할로겐 때문에 뜨거우니까 바로 벌레 박멸 기계가 되는 거죠.
재배등은 자외선을 조금 내보낼 수도 있어요.
아, 맞아요, 100%요. 풀스펙트럼이니까 당연히 자외선이 있죠. :D 우리 집 바질이랑 아보카도는 아주 좋아해요.
저는 자외선이 나올 가능성이 아주 높다고까지 말하겠습니다. 파란색 LED는 대부분 자외선을 내보내고, 다른 색 LED도 상당수는 파란색 LED에 형광체를 입힌 것입니다.
풀스펙트럼 재배등은 원래 자외선을 내도록 만든 것 아닌가요?
저도 그렇습니다. 벌레가 몰려들기 시작하면 헤드랜턴의 붉은 빛을 켜는데, 벌레들이 바로 다른 데로 날아갑니다. 벌레가 너무 심해서 텐트 안까지 따라 들어오려는 곳에서 야영할 때는, 흰 불빛을 오히려 미끼로 씁니다. 제가 텐트 안에 자리를 잡는 동안 텐트 꼭대기에 헤드랜턴을 달아서 벌레들을 유인했다가 재빨리 떼어 내는 겁니다.
저는 순수 LED 데스크 램프를 쓰는데, 벌레가 여기에도 모니터에도 몰려든다고 말할 수 있습니다.
"더 좁은" 스펙트럼을 인지하지 못하는 곤충도 아마 있겠지만, 대체로는 (안타깝게도) 사실이 아닙니다.
이제 곤충 떼가 안 보이는 건 전부 죽었기 때문입니다. 안 보면 알아차리지 못할 뿐이죠 - https://www.science.org/content/article/germany-s-insects-are-disappearing
제가 알기로는 독일의 한 비영리단체가 지난 수십 년간 실제 데이터를 모았습니다. 어릴 때 차로 한 번 다녀오면 앞유리가 곤충으로 가득 찼던 기억은 사실입니다.
그건 차가 훨씬 더 공기역학적으로 바뀐 탓에 비교하기 어려운 것 같아요.
제 차에 루프 랙을 달았더니 한 번 다녀올 때마다 거기에 곤충이 가득 붙어 있었습니다. 그래도 수십 년 전과 비교해 곤충 양이 어땠을지는 모르겠네요.
물론 그렇죠. 하지만 측정을 한 비영리단체는 앞유리를 센 게 아니라 여러 지역에 설치한 트랩을 셌습니다. 지난 수십 년 동안 생물량이 50% 넘게 줄었다는 건 진짜 빌어먹게도 현실입니다. 새가 줄어든 이유는 고양이가 아니라 먹이사슬 붕괴예요.
고양이가 도움이 안 되는 건 확실합니다. 반려묘가 동네를 돌아다니며 뭔가를 죽이고 남의 마당에 똥을 싸는 건 사회적으로 용인되면서, 개(작은 개라도)가 똑같이 하면 동물관리국에 신고가 들어가는 이유를 저는 정말 모르겠습니다.
솔직히 굴절 트럭이나 16륜 트럭의 그릴은 공기역학적이지 않으니, 그것만으로도 충분한 증거예요.
통계도 이를 뒷받침합니다. 덴마크의 한 장기 추적 프로젝트에서는 1997년부터 2017년까지 곤충 개체수가 80% 줄었다는 결과가 나왔고, 영국의 'Bugs Matter' 프로젝트도 비슷하게 20년이 채 안 되는 기간에 자동차 번호판에 부딪히는 날벌레의 수가 최대 72% 줄었다고 밝혔어요.
https://www.theguardian.com/environment/2020/feb/12/car-splatometer-tests-reveal-huge-decline-number-insects
"곤충이 다 죽었다!"는 사람들이 계속 되풀이하는 밈인데, 저는 사실이 아니라고 봅니다. 이런 연구들은 질이 낮아 보입니다. 유럽과 북미의 특정 지역에서는 맞을 수도 있겠죠.
반대 사례를 하나 들자면, 저는 최근 집을 샀는데 뒷마당이 여름 내내 곤충 때문에 사실상 살 수 없는 곳입니다. 일부 도로에서 곤충이 적은 건 배수가 나아졌기 때문일 수도 있습니다.
또 하나, 곤충의 삶이 30~40년 동안 안정적이어야 할 이유는 없습니다. 곤충은 사람이 아닙니다. 기후변화를 제쳐 놓더라도 곤충 개체수는 날씨 패턴에 크게 좌우됩니다.
저희 집은 그렇던데요. 성난 벌들이 계속 찾아와서 바깥 LED를 켜지 않게 됐고, 아침마다 현관 앞에 죽은 벌이 3~10마리씩 있었어요. 흰색 전구인데도요. "좀비벌"일 수도 있겠네요.
또 흰색 전구는 잘 모르겠지만, 색을 설정할 수 있는 스포트라이트는 파란색이나 보라색 근처로 맞추면 적어도 자외선이 확실히 나옵니다. 특정 물건이 빛나게 하거든요. 흰색에서도 아마 나오겠지만 눈으로 보기는 더 어렵겠죠.
색을 설정할 수 있는 전구나 연색성(CRI)이 높은 전구는 보통 400nm LED 광원을 쓰고, 380nm를 쓰는 것도 있지만 훨씬 드물고 비쌉니다. 게다가 플라스틱이든 유리든 웬만한 양이 있으면 그 파장의 자외선은 상당히 흡수됩니다.
저는 405nm 레이저 포인터가 있는데, 어떤 물질(이산화티타늄 함량이 높은 것)은 형광 때문에 말도 안 되게 밝아집니다. 그러니 그런 전구에서 자외선이 나오는 건 아닐 테고, 적외선은 분명 좀 나올 겁니다.
"색을 설정할 수 있는 전구나 연색성(CRI)이 높은 전구는 보통 400nm LED 광원을 쓰고, 380nm를 쓰는 것도 있지만 훨씬 드물고 비쌉니다."
Cree, Nichia 등은 세륨을 도핑한 알루미늄-이트륨 가넷 덮개로 약 460nm LED 빛을 백색광으로 바꾸는 방식을 적어도 5년 넘게 써 왔습니다. 어느 회사든 스펙트럼 출력 차트만 슬쩍 봐도 기본 발광체의 파장을 알 수 있는데, 460nm 부근에 엄청나게 큰 출력 피크가 있습니다.
백색 LED의 기본 광원으로 자외선을 쓴 곳은 10년도 훨씬 전부터 없습니다.
형광을 일으키는 데 자외선이 꼭 필요한 건 아닙니다. 395nm 파란빛만으로도 노란 형광펜이 아주 밝게 빛납니다: https://par.nsf.gov/servlets/purl/10326338
UV-A는 400nm부터라서 "395nm 파란빛"은 없습니다.
400nm는 과감하게 반올림한 값이죠. 395nm는 가시광선 범위 한가운데입니다.
395nm 전자기파에 노출됐을 때 사람이 파란색 감각질(qualia)을 느끼지 못한다는 증거를 한번 보고 싶네요.
맞아요, 제가 사는 곳 산책로에 태양광 LED 등이 있는데 등마다 벌레로 뒤덮여 있어요. 보기 흉합니다.
제 나름의 가설인데, 조광 가능한 LED는 (재배등으로 쓸 때) 곤충을 쫓아냅니다.
곤충은 보는데 우리는 못 보는 게 PWM 전원 컨트롤러의 빠른 깜빡임입니다.
이런 가로등은 해가 질 때 딱 켜지는 게 아니라 어둠이 다가오면서 절전용으로 서서히 밝아지는 방식인지 궁금하네요.
이런 것처럼요 - https://doi.org/10.1109/CSNT51715.2021.9509652
맞아요. 아마 구동 기술에 달렸을 거예요. 어떤 건 저도 쫓아내거든요 :P
참고로 정전류 드라이버를 쓰면 PWM 없이도 LED를 어둡게 할 수 있어요. 듀티 사이클이 100%라서 효율은 떨어지지만, 훨씬 보기 좋습니다.
PWM 드라이버는 금지해야 합니다. 조명 품질이 끔찍하고 LED를 죽입니다. 평균 제곱근(RMS) 전류는 사양 안에 들지만 피크 전류가 너무 높거든요.
경험담입니다. 저는 공장에서 일하는데, 조명 기구가 수천 개 있습니다. 예전 정전류 LED 기구는 10년을 버텼는데, 새로 들어온 PWM 구동 조명은 고장률이 1% 정도입니다.
그 차이를 어떻게 아시나요? 정전류라는 것도 거의 확실히 PWM으로 제어하는 벅/부스트 레귤레이터일 텐데요. 깜빡임은 인덕턴스로 줄어드는데, 설계에 따라 많이 줄기도 하고 적게 줄기도 합니다.
핸드 스피너를 써 보세요. 날개가 3개인 핸드 스피너를 돌려서 표면에 비친 LED 반사를 보면, 속도가 변할 때 깜빡이는 LED는 스피너의 움직임이 멈춘 것처럼 보이게 합니다. 스피너로 하면 더 재미있어요 :-)
네, 인덕터를 추가하면 문제가 해결되지만 돈이 듭니다. 가격이 오르는 걸 감수할 만큼 조명 깜빡임에 불만을 가진 고객이 많지 않아요.
그러면 '필터링한 것'과 '필터링하지 않은 것'의 차이겠네요. 일찍 고장 나는 조명을 고속 카메라(1k fps)로 보면 최대 밝기와 완전히 꺼진 상태 사이를 오갑니다. 더 오래 가는 조명은 리플이 있어도 밝기의 5~10% 수준이에요.
어릴 때 읽은 글 중에서 가장 좋아했던 것 하나가 파리가 TV를 보면 어떤 느낌일지를 다룬 대목이었어요.
그때는 TV가 커다란 CRT 상자였고, 전자빔이 화면을 한 줄씩 휙휙 훑으면서 빛을 냈죠.
집파리 눈의 "주사율"은 사람보다 훨씬 높으니, 파리는 우리처럼 이미지를 보지 못하고 빛의 점이 화면을 천천히 가로지르는 걸 보면서 아마 꽤 느긋해질 거예요.